应用电视技术赵坚勇第10章电动云台和变焦镜头控制.ppt

3.20mA电流环 20mA电流环是一种非标准的串行接口电路，但由于它有线路简单，对电气噪波不敏感的特点，在环境电磁干扰较多的场合被广泛采用。20mA电流环是一种异步串行接口电路。在每次发送数据时，必须以无电流的起始位作为一帧数据的开始，接收端检测到起始位后接收一帧数据。 第六十三页，共一百三十三页。 图10―15是一个20mA电流环线路图。在发送端，将TTL电平转换成环路电流信号，在接收端又将环路电流转换成TTL电平。其最大的优点是低阻传输线对电气噪声不敏感，即使传输线上感应有较高电压也不会损坏器件。解码器接收端光电耦合器件的发光二极管正向工作电流典型值为15mA，最大连续正向电流极限值在60mA以上，至于不连续的脉冲正向电流可达数百毫安。瞬时性的感应电流一般不会损坏光耦，所以用20mA电流环接口，其平均故障间隔时间MTBFMTBF:Mean Time Between Failures,平均故障间隔时间。较长。表10―2是常用光电耦合器的参数表，供选用时参考。 第六十四页，共一百三十三页。 图10―15 20mA电流环线路图 第六十五页，共一百三十三页。 表10―2 常用光电耦合器的参数表 第六十六页，共一百三十三页。 10.3 单片机解码器 控制器发出串行的控制信号由解码器接收。解码器对接收到的串行命令进行解码、形成云台和变焦镜头的驱动电压，控制云台和变焦镜头的电机动作。解码器可以以单片机为主加上附加电路构成，一般用与控制器相同型号的单片机比较方便。 第六十七页，共一百三十三页。 也可以利用专门的编码、解码电路来发送、接收信号，那么在控制器里就应该用专门的编码电路发送信号，在解码器中要用与之配套的解码电路接收信号。下面详细介绍这两种解码器。 第六十八页，共一百三十三页。 10.3.1 单片机解码器的构成 单片机解码器通常由隔离器、单片机、自动复位电路、电动云台驱动电路和变焦镜头驱动电路组成，如图10―16所示。 第六十九页，共一百三十三页。 图10―16 单片机解码器方框图 第七十页，共一百三十三页。 1.隔离器 为了防止解码器中的开关元件影响控制器，在电气上完全隔离控制器和解码器，解码器的输入端要用隔离器。为了使基带信号能进行较长距离的传送，串行控制码的波特率取得很低，经常取1200～9600Bd(波特)，所以隔离器可采用频率较低的光电耦合器，或者用变压器进行耦合。 第七十一页，共一百三十三页。 2.串行控制码的接收与解码 当控制器和解码器都用8031单片机串行口发送、接收数据时，发送、接收端的8031都置成多机通讯方式。发送端的8031先发8位地址码，其第9位数据为1，再发8位操作码，第四位数据为9。接收端8031置多机通讯方式时，SM2=1，接收数据的第9位进入RB8，地址字节会中断所有解码器的单片机，解码器单片机查看地址码是否与本机地址相符，相符时单片机清SM2， 第七十二页，共一百三十三页。 准备接收后面发来的操作码；当地址码与本机地址不符时，单片机将保持SM2不变，那么后面发来的操作码不会引起中断。在这种情况下可取消校验码，也可以用地址码和操作码的某一位作校验码分别进行校验，因为地址码和操作码都不需要用8位。 第七十三页，共一百三十三页。 3.解码器的抗干扰措施 解码器中的继电器、可控硅等开关元件在闭合、断开时，容易对解码器的单片机产生干扰，解码器附近大型设备的起动和关断也易引起对单片机的干扰，结果是解码器的硬件虽然没有损坏，但程序执行出错，且进入死循环，不经复位，回不到正常状态，产生软件故障，俗称程序跑飞。为了防止干扰，常常采取下列预防措施： 第七十四页，共一百三十三页。 (1)交流电源滤波:滤波电路如图10―17所示。 (2)直流电源去耦滤波:滤波电路如图10―18所示，C1和C3是容量为0.01～0.1μF的瓷片电容，C2和C4是容量为1000～4700μF的电解电容。 (3)单片机及其附加电路的电源线和地线直接接到电源滤波电容，不要与开关元件驱动电路的电源线和地线交叠，见图10―19。 第七十五页，共一百三十三页。 图10―17 交流电源滤波 第七十六页，共一百三十三页。 图10―18 直流去耦滤波 第七十七页，共一百三十三页。 (4)继电器线包上接反向偏置二极管防止继